由单独(未粘合)木板组成的悬臂梁的偏转


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在简单的悬臂梁具有均匀的形状并在其末端加载的情况下,沿该梁的任何点的挠度的计算是众所周知的。如果我们沿纵轴分割它会怎样?

悬臂梁由单独的木板组成-摘自http://www.bu.edu/moss/mechanics-of-materials-bending-shear-stress/

我意识到我们消除了梁段之间沿该轴的剪切力,这使每个段相对于其相邻段滑动。但是,我不确定这种现象如何影响光束偏转。我该如何计算?


Iyy

您是否考虑过由相对厚度计算出的平均刚度?
太阳迈克

如果我假设所有线段(在这种情况下是木板)都作用在一起,那么我最终将获得与原始光束之一相同的总面积第二矩。我想刚度也是如此。但是,我意识到这个假设可能是错误的。
亚尼夫·本·戴维

如果您遵循伯努利梁理论,那么您将看到剪切力等于常数乘以挠度的四阶导数。此处唯一与几何相关的参数是力矩的第二个区域。如果他们结合在一起,那么伯努利模型就不再适用了。由于它们没有粘结在一起,因此每个梁中的载荷取决于力矩的每个第二区域,并且叠加会给出正确的结果。
Sam Farjamirad

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由于一个非常重要的错误,您的图片可能会误导您。在“粘合在一起的板” 中,梁的自由端应垂直于梁,就像“未粘合的板”中的三个单独的梁一样,而不是像绘制时那样。想一想这是如何使长度变化(即张力或压缩)在顶板和底板中不同的,在两张图片中。
alephzero

Answers:


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δmax=PL33EI

在这种情况下,假设在木板之间自由滑动,负载P将在3个木板之间均等地支撑。

δmax=(P/3)L33EIsingle board

I(1/3)3=1/27

(13)(127)=273=9δunbonded=9δbonded

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@Wasabi,感谢您的编辑。因为我用手机写答案,所以容易造成拼写和算术错误。
kamran

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感谢@kamran的回答。

我在ANSYS学生版v19中模拟了该问题,以验证他的方法。在下面的图片中,上面的光束是实心的,中间的光束被分成两段,下面的光束被分成三段。允许每个段相对于其相邻段滑动。显然,三段光束的偏转是整个光束的9倍。

束偏转ANSYS仿真结果-适用于无摩擦触点

在将片段粘合在一起的情况下(即不能相对滑动)-在所有情况下我们都得到相同的结果。所有光束在弯曲时都像一个完整的实体:

束偏转ANSYS仿真结果-对于键合触点

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